[:it]Nane brune e stelle di piccola massa nella regione di formazione stellare Corona Australis. Lo studio “The substellar population in Corona Australis” di K. Muzic (Universidade de Lisboa) pubblicato su A&A[:en]Low mass stars and brown dwarfs in the star forming region Corona Australis. The study “The substellar population in Corona Australis” of K. Muzic (Universidade de Lisboa) appeared on A&A[:]
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Un nuovo studio sulle stelle di piccola massa nella regione di Corona Australis aiuta a comprendere la formazione delle nane brune
Negli ultimi anni, diversi studi sulle regioni di formazione stellare vicine al Sole hanno rivelato che una frazione significativa della popolazione stellare della Via Lattea è costituita da nane brune, ossia oggetti il cui nucleo non raggiunge le condizioni di pressione e temperatura necessarie per innescare le reazioni termonucleari. Si tratta di corpi difficili da individuare e identificare, in quanto molto più piccoli e meno luminosi rispetto alle stelle vere e proprie.
Uno dei problemi ancora irrisolti riguardo le nane brune è il loro meccanismo di formazione e in che modo l’ambiente possa influenzarne la produzione. È comunemente accettato tra i ricercatori che le nane brune più massicce si formino attraverso processi simili a quelli delle stelle. Ciò è suggerito dalle numerose somiglianze tra i giovani oggetti stellari e le giovani nane brune. Per masse minori non è ancora chiaro se le nane brune si formino come le stelle o come i pianeti. Sono stati inoltre proposti diversi scenari in cui l’ambiente circostante potrebbe influenzarne la formazione: ad esempio, la radiazione ad alta energia (principalmente ultravioletta) emessa da stelle massicce vicine, capace di riscaldare e modificare le proprietà fisiche delle nebulose da cui nascono le stelle, oppure le interazioni gravitazionali tra stelle, più frequenti negli ambienti stellari più densi.
Per cercare di rispondere a questi interrogativi, un team di ricercatori guidato dall’astrofisica K. Muzic dell’Università di Lisbona ha condotto una ricerca di nane brune nascoste nelle nebulose della regione di formazione stellare Corona Australis, a circa 500 anni luce dal Sole. Lo studio si basa su osservazioni fotometriche ottenute con la SuprimeCam del telescopio Subaru e con la campagna osservativa VISTA Hemisphere Survey, osservazioni spettroscopiche realizzate con lo strumento KMOS montato al Very Large Telescope dell’ESO e FLOYDS, montato al Faulkes South Telescope parte dell’Osservatorio di Las Cumbres, e i dati astrometrici del satellite Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea. Grazie a questa imponente mole di dati, i ricercatori hanno identificato nuove stelle di piccola massa (classi spettrali M1–M5, con temperature efficaci comprese tra 3700 K e 3200 K, rispettivamente) nella regione di Corona Australis, e determinato la funzione di massa, ossia la distribuzione delle stelle in funzione della massa (chiamata funzione di massa iniziale) fino a 10 masse gioviane. Gli autori hanno anche stimato il rapporto tra stelle e nane brune, pari a circa 2. Confrontando questi risultati con quelli ottenuti in altre regioni con caratteristiche ambientali diverse, lo studio conclude che l’efficienza di formazione delle nane brune non dipende dall’ambiente, almeno entro 5 ordini di grandezza dell’intensità della radiazione ad alta energia emessa dalle stelle massicce e 2 ordini di grandezza nella densità superficiale stellare (numero di stelle per unità di area). Lo studio è descritto nell’articolo “The substellar population in Corona Australis”, recentemente pubblicato su Astronomy & Astrophysics, tra i cui coautori figura anche l’astrofisico V. Almendros Abad dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.
La figura di copertina (cliccare qui per visualizzarla interamente) mostra un’immagine di Corona Australis in banda I, realizzata con la SuprimeCam di Subaru, a cui sono stati aggiunti i dati nelle bande J e K della campagna osservativa VISIONS. Il campo osservato misura circa 36.1 × 29.1 primi d’arco quadrati. I cerchi arancioni indicano la posizione delle stelle associate a Corona Australis, selezionate in uno studio del 2022. I simboli a forma di stella bianchi segnano le stelle osservate con FLOYDS/LCO, mentre i cerchi bianchi indicano quelle osservate con KMOS.
Mario Giuseppe Guarcello
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A new study on the low mass stellar population of the star forming region Corona Australis shed light on the formation of brown dwarfs
In recent years, several studies of star-forming regions near the Sun have revealed that a significant fraction of the stellar population of the Milky Way consists of brown dwarfs—objects whose cores do not reach the pressure and temperature conditions required to ignite thermonuclear reactions. These are difficult bodies to detect and identify, as they are much smaller and less luminous than true stars.
One of the unresolved questions regarding brown dwarfs concerns their formation mechanism and the extent to which the environment may influence their production. It is commonly accepted among researchers that more massive brown dwarfs form through processes similar to those of stars. This is suggested by the many similarities observed between young stellar objects and young brown dwarfs. At lower masses, however, it is still unclear whether brown dwarfs form like stars or like planets. Several scenarios have also been proposed in which the surrounding environment could influence their formation: for example, high-energy radiation (mainly ultraviolet) from nearby massive stars, capable of heating and altering the physical properties of the nebulae where stars form, or gravitational interactions between stars, which are more frequent in denser stellar environments (e.g. more stars per elements of volume).
To address these questions, a team of researchers led by astrophysicist K. Muzic of the University of Lisbon carried out a search for hidden brown dwarfs in the nebulae of the Corona Australis star-forming region, located about 500 light-years from the Sun. The study is based on photometric observations obtained with the SuprimeCam instrument on the Subaru telescope and the VISTA Hemisphere Survey, spectroscopic observations with the KMOS instrument mounted on the Very Large Telescope of the ESO and with the FLOYDS spectrograph installed at the 2m
Faulkes South telescope, part of the Las Cumbres Observatory, and astrometric data from the Gaia satellite of the European Space Agency. Thanks to this large dataset, the researchers were able to determine the region stellar mass function, i.e., the distribution of stars as a function of mass (called initial mass function) down to 10 Jupiter masses, and to estimate the star-to-brown dwarf ratio, which is about 2. By comparing these results with those from other regions with different stellar environments, the study concludes that the efficiency of brown dwarf formation does not depend on the environment—at least within 5 orders of magnitude in the intensity of high-energy radiation from massive stars and 2 orders of magnitude in stellar surface density (number of stars per unit area). The study is described in the article “The substellar population in Corona Australis”, recently published in Astronomy & Astrophysics, co-authored also by astrophysicist V. Almendros Abad of INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.
The cover figure (click here to view the full image) shows an I-band image of Corona Australis taken with Subaru’s SuprimeCam, combined with J- and K-band data from the VISIONS survey. The observed field spans about 36.1 × 29.1 square arcminutes. Orange circles indicate the positions of stars associated with Corona Australis, as identified in a 2022 study. White star symbols mark the stars observed with FLOYDS/LCO, while white circles mark those observed with KMOS.
Mario Giuseppe Guarcello
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